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01 5月5日晚，中国最大、也是最先进的半导体晶圆厂——中芯国际，突然宣布将在国内科创板申请上市，募集大约234亿资金，用于12英寸晶圆厂及先进工艺研发。据了解，中芯国际去年底已经正式量产了14nm工艺。 受此影响，AH两地，科技股炒纷纷高潮，$中芯国际(00981)$ 的股价抵近历史新高，网友一片叫好，喜迎中国芯。 然而，可能大家不知道的是，美、韩、台已经具备了生产7nm芯片的能力，比中芯国际量产的14nm强了不止一代（中芯国际还在攻研12nm中）。 究竟是什么制约了中国芯的发展呢？ 今天正好有时间，查了点资料，给大家讲讲。 02 首先，来聊一下，我们探索这个问题的必要性。 这里是炒股社区，讨论一件事儿，大家最关心的就是，买什么股票能赚钱，那么思路就清晰了。 我们知道，炒股想赚钱，必须旗帜鲜明的跟“国家意志”走，上面说了，房住不炒，那么你买一堆地产股真没什么意思。 最近几年，上峰最常挂在嘴边的就是“工业升级”，中国制造走向高精尖。完成这个目标的核心，就是攻克芯片。 所以，国家在芯片领域的投入逐年增大，不断的给芯片企业融资、投钱，尤其是去年与美国贸易Z开始之后，更加大了对国芯企业的扶持，芯片产业链的“国产替代”已成为万分紧迫的事情。国内的诸多企业政治觉悟也很搞，订单能给国芯企业的，就基本不给外国企业了。华为的一款新手机，国产组件采购成本比例，达到了60.7%。于是，相关上市公司的业绩开始体现了出来。 比如，紫光国微，完全不惧疫情，一季度业绩同比增长183%，这就是国产替代的结果。中芯国际也一样，从2019年就开始暴涨，又快创新高了。其他芯片概念股，也是高歌猛进。 所以，跟国家意志走，有肉吃，还为国家做贡献，何乐而不为？ 03 晶圆 扯了一大堆废话，接下来说中国芯片与国外的差距在哪里，哪些是我们急需攻克的难关？ 芯片（组）的定义是：将电路制造在半导体晶圆上的集成电路。 首先，科普一个误区，我们以为的芯片，其实叫芯片组。 如下图中的麒麟980芯片组，而芯片是打开980之后，里面那些密密麻麻的东西： 如果要生产芯片的话，就涉及到了第一个东西： 半导体材料——晶圆 晶圆是由高纯度硅切片形成的，生产它，需要高纯度硅。 我国不缺硅这种材料，生产太阳能电池板的99.9999%高纯度硅，全世界上有一半以上是中国产的，早就成了白菜价。 但生产芯片需要电子级的纯度是99.999999999%(别数了，11个9)，几乎全赖进口，直到2018年江苏的鑫华公司才实现量产，目前年产0.5万吨，而中国一年进口15万吨。 题外话：有人会问，鑫华公司为啥不扩大产能呢？ 同样的问题，发生在了呼吸机上。 上个月，生产呼吸机的 $鱼跃医疗(002223)$ 表示：“公司订单饱满，但受制于核心原材料的制约，实际产能只能达到三分之一水平。”意思就是说，我有工人、有订单、有生产线，但是我没有核心原材料，有力使不出。 鑫华公司的问题，是有30%的制造设备需要进口，大意是：我有订单、有工人、有材料，但是我没有那么多机器扩大产能…… 不过整体上来看，电子级高纯硅也算是积累了技术，未来产能会慢慢跟上。 得到高纯硅之后，需要把它切成片，于是就形成了晶圆。 04 设计芯片 芯片是由用数以亿计的器件组成的电路，想想就头皮发麻，所以芯片设计异常重要，重要到了和材料技术相提并论的地步。 一个路口的红绿灯设置不合理，就可能导致大片堵车。同样，电子在芯片上跑来跑去，如果哪个设计不合理，一样会造成卡顿。 设计的难点除了创新外，更需要大量的实际应用（测试），所以芯片设计不光要烧钱，也需要时间沉淀，属于“烧钱烧时间”的核心技术，壁垒极高。 当然，研发成功，形成专利后，利润也极高。 像美国的$高通(QCOM)$ 、$博通(BRCM)$ 、$AMD(AMD)$ 都是专门做设计的，中国台湾的还有联发科，大陆的有华为海思、紫光展锐、$紫光国微(002049)$ 、$士兰微(600460)$ 等。但中国做利润较高的，高端电脑、手机芯片设计的只有华为海思和紫光展锐，并且才刚刚起步。 美国： 大名鼎鼎的高通就不多说了，世界上一半手机装的是高通芯片；博通是苹果手机的芯片供应商，手机芯片排第二毫无悬念；AMD和 $英特尔(INTC)$ 基本把电脑芯片包场了。美国世界霸主真不是吹的。 台湾方面： 联发科走的中低端路线，手机芯片的市场份额排第三，很多国产手机都用，比如 $小米集团-W(01810)$ 、OPPO、魅族。 大陆方面： 华为海思是最争气的，麒麟芯片的市场份额随着华为手机的增长排进了前五；紫光展锐目前主攻的是5G中低端手机芯片，马上要在科创板上市了，因为麒麟只对华为销售，这么来看，展锐的市场也是挺大的。 05 制造芯片 设计完芯片后，在上面说的晶圆片上涂一层感光材料，然后就要用【光刻机】来制造啦。 具体步骤很复杂，有“清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀“等。 说简单点，就是把“芯片设计师”设计出电路刻在晶圆上，同时在上面形成密密麻麻的小芯片。 然后，晶圆片就变成了这样： 说到这里，我特意把【光刻机】加粗标重，是为了告诉大家，这个东西是制约我国芯片工艺最关键的地方。 前面说了，芯片设计很难，烧钱烧时间，但是起码能烧出来，比如我们的华为和紫光就烧出来了。 可是，光刻机这个玩意儿，真的太难了。 06 光刻机 荷兰阿斯麦公司$阿斯麦(ASML)$，它是全球高端光刻机唯一的霸主，产量还不高，无论是台积电、三星，还是英特尔，谁先买到ASML最新的EUV（极紫外光源）光刻机，谁就能率先具备7nm工艺。 没办法，就是这么牛B！ 年初，三星怒砸33.8亿美元采购了20台EUV光刻机，台积电是去年买了18台，由此这两家公司成为了全球仅有的可以生产7nm芯片的顶级代工厂。 EUV光刻机单价接近2亿美元，这是什么概念？ 我国出口给泰国的最新先进主战坦克VT4，售价580万美元，一台EUV光刻机，大概能买30余辆，这基本代表了一个小国的陆战主力。 下图是10辆VT4的既视感： 然而，这么昂贵的机器，我们就是想买，ASML也不卖给我们。 今年1月6日，路透社报道，美国政府为了限制荷兰ASML公司向中国公司出口EUV光刻机，再次对荷兰政府施压。 这不是美国第一次阻挠我们购买光刻机。 2018年，中芯国际想要花费巨额资金向荷兰的ASML公司购买了一台EUV光刻机，交货的时间是2019年初。 事实上，中国是ASML公司的第二大客户，占其营业总收入的20%（但没有尖端光科技），荷兰知道中对尖端光刻机的迫切需求，也知道中国真的很有钱，所以很看重中国这个大客户。 但是美国知道后，为了阻止这比交易，与荷兰进行了4轮强硬的谈判，面对美国的政治威胁，荷兰很是头大，但还是想试试，毕竟谁和钱过不去啊。美国一看，明的不行，来阴的吧。 就在中芯国际接货的前夕，ASML的工厂莫名其妙地突发大火，于是延长了光刻机的交付日期，交货时间定于2020年中。 到了2019年6月，美国国务蓬佩奥直接找到了荷兰首相马克·吕特，要求停止这笔交易。7月份，美国又发给了荷兰首相一份秘密情报，列出“中国获得光刻机的可能后果”。 最终，在美国的软硬兼施下，荷兰政府不再续签ASML的出口许可。 中芯国际的7nm工艺梦想破灭。 不过，荷兰还是给自己留了一条后路，毕竟他们知道，中国也不是好惹的（夹在大哥和二哥中间，好难做人... ...）。 ASML的高端光刻机，2017年只生产了12台，2018年能产是24台，这些都已经被台积电三星英特尔抢完了；但是，2019年预计生产的40台，其中的一台还是留给了中芯国际。 虽然不是生产7nm的EUV光刻机，但也算是开了给中国高端光刻机的口子，这应该是看在天朝的面子上给，感谢祖国的强大。 据媒体报道，这台机器是3月份到达深圳的： 同时，这就有了前文所说的“中芯国际回归科创板，募集234亿资金，研发12nm工艺的故事”。 明白了没？ 对于芯片制造厂来说，研发多少工艺的水平，全靠ASML给什么性能的光刻机。 那么，高端光刻机中国能不能制造呢？ 答案是：不能！ 光刻机被誉为世界半导体工业皇冠上的明珠，是代表当今人类现代工业最高的智慧结晶。再准确点说，EUV台光刻机的背后，其实是整个西方最顶级的工业结晶。 荷兰ASML公司其实只是负责安装的，剩下90%的部件都是来至于其他西方国家。 比如： 日本单反相机最牛，所以他提供“光学器材技术”； 德国车床最牛，所以他提供“机械工艺”； 德国人又以专注和严谨著称，他们为了一个光学镜头，要打磨上百万次……，所以镜头也由德国提供； 瑞典的轴承最厉害，提供轴承； 法国的阀件最可靠，提供阀件； 美国最爱搞激光武器，所以提供“光源设备”； 剩下的“制程分配技术”有英特尔、台积电、三星来提供。 同时，这些供应商，也是ASML的股东，所以享有光刻机的优先供货权。 所以，如果让中国自己生产高端光刻机，就相当于中国以一己之力来挑战整个西方世界，难度可想而知。 不过，即便比登天还难，中国人依旧在砥砺前行，我国已经生产出了自己的光刻机，但工艺水平是90nm...大家自己脑补与7nm工艺的差距。 革命尚未成功，我们还需努力！ 07、封测 用光刻机制造完芯片后，还得从刻好的晶圆上切下来，接上导线，装上外壳，顺便测试，这步骤叫做封装测试，一个芯片就完成了。 封测技术，我国已经基本吃透，$长电科技(600584)$ 、$华天科技(002185)$ 、$通富微电(002156)$ 是我国的三大封测巨头。 最近它们的股价涨到很好，但是大家要清楚，这里是芯片产业的末端，相对而言，技术含量不高。 ... ... 说到这里，本篇文章就到结尾了。 文中提到了很多芯片概念股票，相信有心读完的你，已经对它们有了更清晰的认识，这样当你打算持有一只芯片股时，也就会有更清晰的思路。 最后，祝你投资顺利，也祝中国早日攻克芯片难关。 点击这里订阅趋势哥的空间站 免责声明：以上非荐股，仅供复盘交流、讨论。